一種抽油機遠程測控裝置的製作方法
2023-09-18 02:16:10 3
專利名稱：一種抽油機遠程測控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用於抽油機控制領域中的輔助控制裝置。
背景技術：
在我國，有杆抽油機早已被廣泛用於採油生產過程中，通過對有杆抽油機系統各方面的數據分析，能夠獲得油井運行的工況信息，因此，採油工人每天的工作大多是進行對抽油機運行數據的測量以及通過報表方式傳送。當然，當工人發現抽油機運行異常時，還需要立即匯報管理人員和技術人員，決定是否停機。雖然現在的抽油機數據採集形式多種多樣，但大多是依靠巡檢工人攜帶各種模擬、數字表巡檢，現場安裝測試儀表並測試各種數據。手工記錄然後人工輸入計算機並繪製各種數據的變化曲線，這樣不僅巡檢工人勞動強度大，而且存在著反應滯後的問題。而且老式儀表的精度也已經遠遠不能滿足現在的測試要求。
發明內容為了解決背景技術中所提到的技術問題，本實用新型提供一種抽油機遠程測控裝置，該種裝置控制精度高，在完成測量和現場控制的同時可實現對抽油機數據的遠程傳送，不但降低了採油工人的工作強度和危險係數，而且可以實現對數據的實時傳送，解決了控制滯後的問題。本實用新型的技術方案是該種抽油機遠程測控裝置，包括一個具有晶振電路、復位電路和電源電路的中央控制器，其獨特之處在於所述中央控制器採用C8051F310型單片機；所述測控裝置還包括一個Nrf24L01型無線收發模塊、一個SM300型GPRS模塊、一個電流信號採集電路以及一個採用ULN2003型達林頓管構成的繼電器驅動電路；其中，所述Nrf24L01型無線收發模塊、SIM300型GPRS模塊與C8051F310型單片機之間均採用雙向數據流方式向連接，所述電流信號採集電路的採集信號輸出端連接至所述C8051F310型單片機的電流採樣信號輸入端，所述C8051F310型單片機的電機保護動作控制信號輸出端連接至所述繼電器驅動電路的控制信號輸入端。另外，考慮到在GPRS模式通訊過程中，經過單片機處理後的部分主要電流數據和接收過來的壓力數據要進行存儲，因此所述測控裝置還包括一個AT24C512型存儲器模塊，所述模塊與C8051F310型單片機之間採用雙向數據流方式向連接。同時，為便於進行JTAG測試，所述測控裝置還包括一個JTAG接口模塊，所述接口模塊與C8051F310型單片機之間採用雙向數據流方式向連接。本實用新型具有如下有益效果本種測控裝置構成了一種無線的數據傳送控制系統，利用該系統可以實現對油井的油壓、套壓、回壓及抽油機電流等數據的採集，將各種參數集中收集到存儲器中，通過無線傳輸模塊或GPRS模塊將數據傳輸到上位機中，同時接收上位機的指令實現對本地抽油機的控制。利用本裝置完全不需要巡檢工人到油井現場，利用現場的無線發送裝置，通過公共網信息平臺將數據直接傳送到上位機中，生成各種報表，從而實現了數據的遠程傳輸。本種裝置控制精度高，在完成測量和現場控制的同時可實現對抽油機數據的遠程傳送，不但降低了採油工人的工作強度和危險係數，而且可以實現對數據的實時傳送，解決了控制滯後的問題。
圖1是本實用新型的組成結構框圖。圖2是本實用新型具體實施時，所述抽油機電流信號採集電路的電路圖。圖3是本實用新型具體實施時，展示所述繼電器驅動電路以及AT24C512型存儲器模塊與單片機連接後的電路圖。圖4是本實用新型具體實施時，展示所述Nrf24L01型無線收發模塊與單片機連接後的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明由圖1所示，該種抽油機遠程測控裝置，包括一個具有晶振電路、復位電路和電源電路的中央控制器，其獨特之處在於所述中央控制器採用C8051F310型單片機；所述測控裝置還包括一個Nrf24L01型無線收發模塊、一個SM300型GPRS模塊、一個電流信號採集電路以及一個採用ULN2003型達林頓管構成的繼電器驅動電路。其中，所述Nrf24L01型無線收發模塊、SIM300型GPRS模塊與C8051F310型單片機之間均採用雙向數據流方式向連接，所述電流信號採集電路的採集信號輸出端連接至所述C8051F310型單片機的電流採樣信號輸入端，所述C8051F310型單片機的電機保護動作控制信號輸出端連接至所述繼電器驅動電路的控制信號輸入端。另外，考慮到在GPRS模式通訊過程中，經過單片機處理後的部分主要電流數據和接收過來的壓力數據要進行存儲，因此所述測控裝置還包括一個AT24C512型存儲器模塊，所述模塊與C8051F310型單片機之間採用雙向數據流方式向連接。同時，為實現程序的在線調試，所述測控裝置還包括一個JTAG接口模塊，所述接口模塊與C8051F310型單片機之間採用雙向數據流方式向連接。本裝置在具體實施時的主要部件接線圖分別如圖2至圖4所示。應用本裝置，電流信號採集電路將抽油機上電動機的電流轉換為單片機能夠處理的電壓信號，主要包括互感器部分、整流部分和電流信號變電壓信號部分。而nRF24L01是無線收發模塊，它起到兩方面的作用，一方面接收壓力檢測系統發送的壓力數據，另一方面發送電流數據到遠端的管理系統中。AT24C512晶片是數據存儲器，用來存儲電流、壓力數據，用戶也可以讀取其中存儲的數據。採用ULN2003型達林頓管構成的繼電器驅動電路，當抽油機電流出現異常時，單片機啟動保護電路，停止抽油機的工作。SIM300是GPRS模塊，單片機C8051F310經SM300將電流與壓力數據通過GPRS網絡發送出去，實現了數據的遠程傳輸；JTAG接口是對單片機下載程序和調試程序的，利用該接口可以實現程序的在線調試；晶振電路為系統正常運行提供了時鐘基準，復位電路使程序重新執行，也起到了整個系統電源開關的作用；電源電路為整個系統的運行提供能量。
權利要求1.一種抽油機遠程測控裝置，包括一個具有晶振電路、復位電路和電源電路的中央控制器，其特徵在於所述中央控制器採用C8051F310型單片機；所述測控裝置還包括一個Nrf24L01型無線收發模塊、一個SM300型GPRS模塊、一個電流信號採集電路以及一個採用ULN2003型達林頓管構成的繼電器驅動電路；其中，所述Nrf24L01型無線收發模塊、SM300型GPRS模塊與C8051F310型單片機之間均採用雙向數據流方式向連接，所述電流信號採集電路的採集信號輸出端連接至所述C8051F310型單片機的電流採樣信號輸入端，所述C8051F310型單片機的電機保護動作控制信號輸出端連接至所述繼電器驅動電路的控制信號輸入端。
2.根據權利要求1所述的一種抽油機遠程測控裝置，其特徵在於所述測控裝置還包括一個AT24C512型存儲器模塊，所述模塊與C8051F310型單片機之間採用雙向數據流方式向連接。
3.根據權利要求2所述的一種抽油機遠程測控裝置，其特徵在於所述測控裝置還包括一個JTAG接口模塊，所述接口模塊與C8051F310型單片機之間採用雙向數據流方式向連接。
專利摘要一種抽油機遠程測控裝置，主要目的在於提供一種可以實現對抽油機的運行完成遠程測控的裝置。其特徵在於中央控制器採用C8051F310型單片機；測控裝置還包括一個Nrf24L01型無線收發模塊、SIM300型GPRS模塊、電流信號採集電路以及採用ULN2003型達林頓管構成的繼電器驅動電路；Nrf24L01型無線收發模塊、SIM300型GPRS模塊與C8051F310型單片機之間均採用雙向數據流方式向連接，電流信號採集電路的採集信號輸出端連接至C8051F310型單片機的電流採樣信號輸入端，C8051F310型單片機的電機保護動作控制信號輸出端連接至繼電器驅動電路的控制信號輸入端。所述測控裝置控制精度高，在完成測量和現場控制的同時可實現對抽油機數據的遠程傳送。
文檔編號G05B19/042GK202904298SQ20122065275
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月2日 優先權日2012年12月2日
發明者張福軍, 汪志強 申請人:黑龍江八一農墾大學